Транзистор VT1 служит для формирования синхроимпульсов, необходимых для корректного управления симистором. На базу транзистора подаётся выпрямленное пульсирующее напряжение часто той 100 гц (верхняя эпюра на графике), на коллекторе транзистора и выводе 6 микроконтроллера DD1 формируются импульсы положительной полярности с периодом 10 мс (нижняя эпюра на графике):

            Строго говоря, выкусывать нужно таким образом, чтобы всегда получалось чётное число полупериодов. В противном случае неизбежно образование в потребляемом токе постоянной состав­ляющей, способной вызвать нежелательное подмагничивание магнитопроводов трансформаторов и двигателей, подключённых к той же сети.

            Но это теория, на практике же, паяльник мощностью 40 ватт (или лампочка в подъёзде, включён­ная через диод) трансформаторную будку вместе с силовым трансформатором сильно не намагнитят. Поэтому в текущей версии программы микроконтроллера разрешено появление нечётного количества полуволн.

            Для примера, зададимся числом полупериодов = 100. Тогда удалив один полупериод, мы пони зим мощность паяльника на 1%, удалив 50 полупериодов - понизим мощность на 50%. Но 50% можно получить и по другому, выкусывая каждый второй полупериод! Также, можно найти кратные значения и для других комбинаций полупериодов. Чтобы не считать каждый раз всю таблицу вручную, на языке VBA (Visual Basic for Application) из состава Microsoft Excel была написана вспомогательная программа, в которой можно задаться количеством полупериодов, шагом "выкусывания", а также разрешить или за претить нечётное количество полуволн:

            Соответствие синхроимпульсов на выводе 6 микроконтроллера (верхняя эпюра) и импульсов управления симистором на выводе 3 микроконтроллера (нижняя эпюра) показано на рисунке (горизон­тальный масштаб - 5 мс на деление; уровень мощности - 50%):

Как видно из графика, длительность импульсов управления равна 5 мс. Этого вполне достаточно не только для уверенного открывания симистора, но и для свечения светодиода HL1, расположенного на передней панели устройства. Напряжение на нагрузке в случае уровня мощности 50% имеет вид од­нополупериодного выпрямления:

            Вся программа состоит из четырёх функций:

            - void main(void);

            - interrupt [EXT_INT0] void ext_int0_isr(void);

            - unsigned char read_adc(unsigned char adc_input);

            - void open_simistor (void).

            Рассмотрим назначение каждой функции подробнее:

            - void main(void) - основная функция в любой программе на языке Си. После включения мик­роконтроллера первой начинает выполняться именно эта функция. Поэтому в её начале находится ини­циализация всех необходимых составляющих микроконтроллера (таймеры, АЦП, порты и т.д.), а также чтение сохранённых в EEPROM данных;

            - interrupt [EXT_INT0] void ext_int0_isr(void) - функция обработки прерывания. Отправ ной точкой работы программы являются прерывания, инициируемые нарастающим фронтом импульсов на выводе 6 микроконтроллера. После наступления прерывания, микроконтроллер прекращает все теку щие действия и переходит к выполнению кода, размещённого в данной функции. Условно, функция со стоит из трёх частей:

                        - определение положения движка резистора R3 (функция  unsigned char read_adc(unsignedchar adc_input));

                        - проверка условий открытого/закрытого состояния симистора;

                        - управление симистором (функция  void open_simistor (void));

            - unsigned char read_adc(unsigned char adc_input) - функция выполняет запуск преобра зования и чтение результатов преобразования АЦП, т.е. фактически здесь определяется положение движка переменного резистора R3. Поскольку в данной задаче не требуется большого разрешения, то ис­пользуются только старшие 8 бит 10-битного результата. Частота тактирования АЦП, напротив, вы брана большой - 600 кГц. Результат преобразования АЦП используется для выбора нужной ячейки дву мерного массива flash unsigned char cycles[52][2], в котором находится таблица скважностей всего диапа зона регулировки мощности;

            - void open_simistor (void) - функция управления симистором. Определяет задержку и дли тельность импульса открывания симистора. Единственное, что нужно прокомментировать в этой функ ции - строку " if(mode == 0) delay_us(2000); ".

            Дело в том, что во время первичных испытаний, когда вся конструкция была собрана на "соплях", и провода были длинными, наблюдалось нестабильное открывание симистора. Это происходило только при работе симистора под нагрузкой и только при напряжении питания 15 вольт (ступень для 12-ти вольтового паяльника). Нормальная работа обеспечивалась задержкой импульса открывания симистора (нижняя эпюра) относительно синхроимпульса (горизонтальный масштаб - 2 мс на деление; уровень мощности - 100%):

            Однако, после окончательного монтажа устройства, сбои в работе симистора исчезли. На всех ступенях напряжения задержка импульса открывания симистора не требуется. Тем не ме нее, возможность включения задержки было решено оставить.

            Программирование микроконтроллера

            Автор программировал микроконтроллер из среды разработки CodeVi sionAVR 1.25.5. Выполнив пункт меню "Settings/Programmer" выбирают тип программатора Kanda Systems STK200+/300:

Для разового программирования достаточно спаять простейший переходник на LPT порт компьютера:

            Для запуска программатора открывают файл проекта "copper.prj" из папки "COPPER", затем выпол­няют пункт меню "Tools/Chip Programmer":

            В случае использования другого программатора необходимо воспользоваться файлом "copper.hex" из папки "COPPER" и установить необходимые "перемычки" (Fuse Bits) в соответствии с рисунком.

            Конструкция и детали

            Абсолютно формальный раздел, т.к. всё зависит от имеющихся в распоряжении деталей и средств. Микросхему стабилизатора К142ЕН5А можно заменить на 78L05, вместо оптосимистора S202S02 вполне подойдёт какой-нибудь BT-138 + твердотельное оптореле типа PVT412. Если не пред полагается использовать низковольтные паяльники, то трансформатор Т1 можно взять маломощный, с напряжением вторичной обмотки 7 - 12 вольт. Кстати, распайка трансформатора Т1 для получения не обходимых напряжений:

Файлы необходимые к схеме